采用真空绝热板的冷热双效保温箱设计

设计一种真空绝热板(VIPs)与半导体制冷技术相结合的保温箱,为了对比内保温(半导体制冷装置-导温板-VIPs)和外保温(VIPs-半导体制冷装置-导温板)2种设计方案的保温箱内部温度分布均匀性,建立三维模型进行模拟,在同样的条件下进行试验,并测试2~8℃的保温时长。结果表明:内保温设计方案保温箱内部温度分布均匀;当半导体制冷装置未启动时,外保温设计方案保温箱内壁面温度差异较大;内保温设计方案优于外保温设计方案,采用内保温设计方案的保温箱内2~8℃的最长保温时间为35h。

真空绝热板导热系数预测模型及实验研究

真空绝热板(VIPs)等效导热主要表现为芯层材料导热、稀薄气体等效导热和热辐射等效导热等,综合多孔介质芯材结构、板内真空度等因素,建立了VIPs等效导热系数预测数值模型,理论分析了真空度和VIPs有效导热的关系,并选用发泡材料、超细玻璃纤维材料、二氧化硅纳米颗粒材料等三种典型多孔介质作为芯材,制作了三组VIPs并对其板内真空度和导热系数进行了测取,与理论预测模型在真空压力较低时具有良好的一致性。文章所建立的数学模型及分析方法对VIPs的生产和推广应用具有指导意义。

基于分形理论的纳米颗粒多孔介质真空导热特性

采用分形理论,描述了纳米颗粒多孔介质材料的微尺度空间结构,建立了分形等效单元体模型,分析了影响其真空下有效热导率关键因素为固体基质热导率、填充率、分形维数、分形直径、残余气体压力及热导率等,并导出了气相、固相热传导计算公式和热辐射等效热导率计算公式及多孔介质材料总有效热导率计算公式。研究表明,纳米颗粒有效热导率随着分形直径、残余气体压力的增大而增大,并给出了纳米颗粒多孔介质材料作为真空材料的最佳直径。同时,模型计算值与实验测量值比较,具有较好的一致性。该理论分析方法对新型真空绝热材料的研制和绝热性能的提高具有实用价值。

基于Lattice-Boltzmann方法的多孔介质真空绝热特性

作为真空绝热板的芯材,多孔介质微尺度空间形貌结构及物性参数对其绝热性能影响较大。为研究多孔介质真空下的导热性能,选择颗粒状、纤维状和泡沫状3种典型多孔介质材料,并基于Lattice-Boltzmann(LBM)提出了一种随机构造多孔介质物理模型的方法。模型中重要参数结合多孔介质电镜扫描图像处理获取。采用D3Q15LBM模型进行数值模拟,并分析了真空度及颗粒/纤维/泡孔等效直径对导热系数的影响规律。模拟与实验的对比结果揭示了多孔介质真空下的导热系数随真空度及多孔介质物性参数的变化规律。

基于分形理论的开孔聚氨酯泡沫等效导热系数研究

开孔聚氨酯泡沫保温材料是一种典型的多孔介质。采用分形理论描述开孔聚氨酯泡沫材料的微尺度空间结构,建立了简化单元体模型,提出了计算其有效导热系数的分形模型,并导出了气相和固相热传导计算公式、热辐射等效导热系数计算公式、材料总有效导热系数计算公式。模型计算值与实验测量值比较具有较好的一致性,同时总结了多孔介质材料绝热性能的主要影响因素。该分析方法对新型绝热材料的研制和绝热性能的提高具有实用价值。

隔气结构膜对真空绝热板热工性能及使用寿命的影响

真空绝热板具有良好的绝热性能,为节能目的,尤其是建筑领域,提供行之有效的热屏障,但其使用寿命成为诸多研究人员、制造商和用户最为关心的关键问题。隔气结构是维持真空绝热板内真空度的重要组成元件,其性能对真空绝热板的热工性能和使用寿命影响甚大。采用试验的方法只能在有限的时间内对其使用寿命研究,理论预测其使用寿命尤为重要。文章研究了气体和水蒸汽通过隔气结构膜渗透到板内对其等效导热系数的影响,采用数值分析的方法建立了相应数学模型,选取了三种典型隔气结构膜,测试了其相关性能参数指标,对其制得的真空绝热板,理论分析了导热系数变化规律,并对其使用寿命进行了评估。

大温差下真空绝热板复合围护结构热工性能数值分析

为研究真空绝热板复合围护结构热工性能,采用真空绝热板对活动房墙体进行内保温、夹心保温和外保温形式的构造,根据寒冷地区气候变化特征建立物理及数学模型.对这3种构造大温差下的热工性能进行数值对比分析.在同一温度波连续作用下,理论分析3种构造活动房围护结构的衰减系数、延迟时间、围护结构内表面温度变化、热传递等.结果表明,内保温形式有利于减小热桥处的热流损失、减小辐射冷感、缩小内墙壁表面温度与室温的差距、改善室内热舒适性.该研究对真空绝热板在建筑领域的推广应用具有借鉴意义.

基于分形理论的玻璃纤维真空绝热热工特性研究

基于分形理论,描述了玻璃纤维多孔介质材料微尺度空间结构,建立分形等效单元体模型,分析了影响其真空下有效导热系数关键因素为固体基质导热系数、空隙率、纤维丝空间结构、分形直径、残余气体压力及导热系数、玻璃纤维材料厚度、使用环境等,并导出了气相、固相热传导计算公式和热辐射等效导热系数计算公式及材料总有效导热系数计算公式。研究表明,玻璃纤维有效导热系数随着分形直径、分形维数、残余气体压力的增大而增大,随着空隙率的增大而减小。同时,模型计算值与实验测量值比较,具有较好的一致性。文章的分析方法对新型真空绝热材料的研制和绝热性能的提高具有实用价值。

开孔聚氨酯真空绝热板芯材的研究

选用开孔聚氨酯作为真空绝热板的芯材,讨论了该芯材开孔率、容重、孔径和强度对真空绝热板隔热性能的影响以及真空度对芯材的影响。介绍了芯材预处理工艺。结果表明,使用开孔聚氨酯作为真空绝热板的芯材,导热系数可以降到10 mW/(m.K)以下。

真空绝热板导热系数测量装置的设计

采用稳态平板法设计测试装置测试真空绝热板(VIP)的导热系数.采用可调功率的恒温器,以水为冷源,在不同的功率下试验,得到比较精确的测试结果.该试验装置可以检测出厂的VIP的低温性能和使用过的VIP的老化程度,试验结果对厂家有一定的参考价值.

基于Lattice-Boltzmann方法的纳米颗粒多孔介质导热特性

为研究气凝胶纳米颗粒的导热特性,提出了一种基于随机统计原理的构造气凝胶多孔介质介观尺度三维物理模型的方法。模型中颗粒空间分布、粒径分布及孔隙率可以根据实际气凝胶微尺度结构数据调整。基于所构造的物理模型,采用D3Q15LBM进行了数值模拟。分析了颗粒尺寸、孔隙率等因素对气凝胶导热性能的影响规律,即在既定孔隙率下,热导率随粒径增大而减小;既定粒径下,随孔隙率的递增热导率先下降后上升;颗粒尺寸不均匀性对热导率的影响甚大。模拟与实验结果相吻合。研究工作对优化气凝胶导热性能,提高其有效热导率的预测精度具有参考价值。

真空绝热板绝热性能的研究

真空绝热板(Vacuum Insulated Panel)的绝热效果和板内的真空度,以及芯层材料有关,文章对真空绝热板的绝热机理进行了分析,并对影响真空绝热板的导热系数的众多因素加以论述。从影响因素入手,提出了提高VIP的绝热效果的方法。

双室热保护法测定真空绝热板导热系数的研究

给出了双室热保护法测定真空绝热板(VIP)的导热系数的原理,设计了测试装置。外室作为热保护装置,内室作为测试加热装置,基于稳态下测试VIP平板的导热系数,该装置不受VIP尺寸的限制。分析了影响测试结果的因素和理论误差,并与标定值对比,测试结果较精确。该装置可以用于VIP出厂前的导热系数的测试及使用过的VIP的老化程度的检验。

真空绝热板使用寿命数值分析及预测

真空绝热板(VIPs)的长期稳定性已经成为诸多研究单位、生产企业和使用者最为关心的问题之一。文章建立了相应的使用寿命预测数学模型,并对不同多孔介质芯材的VIPs使用寿命进行了数值分析及预测。采用实验结果与预测数学模型进行了对比分析,两者吻合较好。提出了延长使用寿命的措施,设计了可降阶反气体渗透的方法用以延长VIPs的使用寿命。文章所建立的数学模型及分析方法对VIPs的生产和推广应用具有指导意义。

船舶冷藏集装箱舱室内通风方式的数值模拟及实验研究

为研究风冷式冷藏集装箱在远洋运输中的船舶舱室内的通风散热问题,以舱室内的通风散热系统为研究对象,采用ANSYS-CFD软件,模拟在送风和排风两种不同通风方式下舱室内的温度分布状况,并与实验结果对比。模拟结果与实验结果具有良好的一致性。最佳通风方式被推荐,为集装船舱室通风设计提供参考。

混合填充式回热器单级脉管制冷机性能研究

回热器为回热式低温制冷机的关键部件,其性能对系统的影响甚大。为探索回热器内金属丝网混合填充对回热器性能的影响,文章基于回热器模拟软件REGEN3.3仿真结果的基础上,制作了单级脉管制冷装置,采用#300SS,#400SS和#500SS的金属丝网混填了四组回热器,并在不同输入功率下进行了系统制冷性能实验。实验结果表明,较之低目数丝网填充的回热器制冷机,采用高目数丝网填充的回热器制冷机性能较优;在回热器热端填充低目数,冷端填充高目数的丝网,可提高回热器冷端压比,提高整机制冷性能。

船舶冷库低温库热气融霜与电热融霜对比试验

为研究船舶冷库低温库融霜的能效,对船舶冷库低温库进行热气融霜与电热融霜的对比试验.在相同边界条件下,对相同工况的两低温库进行制冷和融霜试验.研究结果表明:热气融霜的热源来自蒸发盘管内部;与电热融霜相比,热气融霜耗时短、能耗少、引入库房的热负荷小、对冷库内温度波动影响小;低温库库温越低,热气融霜节能效果越突出.该研究结果可为船舶冷库设计及低温库融霜方式的选择提供参考。

开孔聚氨酯真空绝热板芯材的研究

采用开孔聚氨酯硬质泡沫作为真空绝热板的芯材,讨论了该芯材和板内真空度对真空绝热板隔热性能的影响。结果表明,由开孔聚氨酯硬质泡沫所制备的真空绝热板芯材孔径在140～220μm、开孔率在95%以上、密度为45～60kg/m3、板内真空度在10Pa以下时,具有良好的绝热效果。使用开孔聚氨酯硬质泡沫作为真空绝热板的芯材,导热系数可以降到10mW/(m.K)以下。

真空绝热板热桥效应数值分析及优化

真空绝热板隔气结构引起边缘热流损失,尤其是当其中含有金属层时,所造成的热桥效应会使真空绝热板整体导热系数提高,严重影响其绝热性能。文章建立边界热流传递数学模型,并基于边界条件下分析与计算,结果表明,影响真空绝热板热桥效应的主要因素包括板材厚度、芯层导热系数、隔气结构导热系数及厚度等,并揭示其影响规律。基于分析的基础上提出了减小热桥效应的优化措施,对真空绝热板的生产及推广应用具有参考价值。

柱状蔬菜冷藏运输前真空预冷热质迁移数学模型及实验

为提高冷藏品质、延长货架期,对柱状蔬菜白菜在冷藏集装箱运输前的真空预冷技术进行研究,建立热质迁移数学模型,用实验方法对该数学模型加以验证.在设定真空压力状况下,分别对模拟和实验中的真空室内压力变化、白菜自身温度变化、真空室内相对湿度变化以及白菜质量损失等情况进行分析和对比.结果表明,模拟与实验的结果数据接近,该模型可对果蔬的冷藏集装箱运输和柱状蔬菜真空预冷的理论研究提供参考.